Question

【題目】有兩個(gè)生物興趣小組分別進(jìn)行了“呼吸作用”與“光合作用”的實(shí)驗(yàn)探究。請(qǐng)根據(jù)題目的要求做答。

（一）甲興趣小組利用酵母菌培養(yǎng)液（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是葡萄糖）、帶橡皮塞的錐形瓶?jī)芍弧?00mL燒杯4個(gè)、兩根彎曲的帶有紅色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林等實(shí)驗(yàn)材料和用具，按裝置I所示安裝好，探究酵母菌所進(jìn)行的呼吸作用類型。

（1）想得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論還必須同時(shí)設(shè)計(jì)另一實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)指出另一實(shí)驗(yàn)裝置（假設(shè)該裝置編號(hào)為II）如何設(shè)計(jì)？ ____________________________________。

（2）請(qǐng)預(yù)測(cè)與結(jié)論相符合的現(xiàn)象，并填寫在下表空格中：

序號(hào)	裝置中紅色液滴的移動(dòng)現(xiàn)象		結(jié)論
	裝置I	裝置II
1	①________	②不移動(dòng)	只進(jìn)行有氧呼吸
2	③不移動(dòng)	④________	只進(jìn)行無(wú)氧呼吸
3	⑤________	⑥________	既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸

（3）當(dāng)裝置I的氧氣非常充足而裝置II在無(wú)氧條件下時(shí)，發(fā)現(xiàn)裝置I每分鐘移動(dòng)了9個(gè)單位，而裝置II每分鐘移動(dòng)了2個(gè)單位，則每分鐘裝置I中酵母菌消耗葡萄糖與裝置II中酵母菌消耗葡萄糖之比為____________________（忽略物理環(huán)境因素的影響）。

（二）乙興趣小組做的是探究光照強(qiáng)度對(duì)某水草光合作用影響的實(shí)驗(yàn)，裝置如下圖，將該裝置置于不同光強(qiáng)下得到如右表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中每格對(duì)應(yīng)氣體變化量是10μmol。

裝置中水草的呼吸速率是___________μmolO2.h-1，分析表中數(shù)據(jù)，在光強(qiáng)100μmol.m-2.s-1，裝置中水草每小時(shí)產(chǎn)生的氧氣量是____________μmol。為了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為精確，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施中應(yīng)如何設(shè)置對(duì)照組來(lái)校正物理等因素引起的誤差？ ______________

Answer 1

【答案】 用等量的清水代替NaOH溶液，其他相同 左移 右移 左移 右移 3:2 20 140 將裝置中的水草改為同質(zhì)量的消毒過(guò)的死亡水草，其他相同

【解析】試題分析：本題考查細(xì)胞呼吸和光合作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力；具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說(shuō)演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。

（一）（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循實(shí)驗(yàn)單一變量原則，裝置II除用等量清水代替氫氧化鈉溶液外，其他設(shè)計(jì)與裝置I相同。

（2）因?yàn)闅溲趸�鈉可以吸收產(chǎn)生的二氧化碳，如果裝置I中的紅色液滴向左移動(dòng)，說(shuō)明酵母菌在細(xì)胞呼吸過(guò)程中消耗了氧氣，裝置II中的紅色液滴不移動(dòng)，說(shuō)明消耗的氣體和產(chǎn)生的氣體量相等，故酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸；如果裝置I中的紅色液滴不移動(dòng)，說(shuō)明沒(méi)有消耗氧氣，而裝置II中的紅色液滴右移，說(shuō)明產(chǎn)生了二氧化碳，則酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；若酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無(wú)氧呼吸，則裝置II中產(chǎn)生的二氧化碳量大于消耗的氧氣量，液滴應(yīng)該向右移動(dòng)，而由于在此過(guò)程中消耗了氧氣，故裝置I中的紅色液滴向左移動(dòng)。綜上所述表格中應(yīng)該填①左移，④右移，⑤左移，⑥右移。

（3）據(jù)題意可知，裝置I在氧氣非常充足的情況下，紅色液滴每分鐘移動(dòng)了9個(gè)單位，即每分鐘消耗了9個(gè)單位的氧氣，假如消耗的葡糖糖為X摩爾，則根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)式可知，1:6=X:9，解得X=3/2;裝置在無(wú)氧條件下，紅色液滴每分鐘移動(dòng)了2個(gè)單位，即每分鐘產(chǎn)生了2個(gè)單位的二氧化碳，假如消耗的葡萄糖為Y摩爾，則根據(jù)無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式可知，1:2=Y：2，解得X=1，因此每分鐘裝置I中酵母菌消耗葡萄糖與裝置II中酵母菌消耗葡萄糖之比為3:2。

（二）根據(jù)題意可知，裝置中右側(cè)刻度的變化代表氧氣的消耗量或釋放量，當(dāng)光照強(qiáng)度是0時(shí)，水草只進(jìn)行呼吸作用，裝置中水草的呼吸速率為刻度的變化量=2×10=20μmolO2.h-1，在光強(qiáng)100μmol.m-2.s-1，裝置中水草每小時(shí)氧氣的釋放量為12，而氧氣的消耗量為2，因此在光強(qiáng)100μmol.m-2.s-1，裝置中水草每小時(shí)產(chǎn)生的氧氣量為12+2=14×10=140μmol，為了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為精確，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施中應(yīng)將裝置中的水草改為同質(zhì)量的消毒過(guò)的死亡水草，其他條件不變。